CC BY
35
---------------- © В.Ф. Гордеев, В.А. Крутиков, Ю.П. Малышков,
С.Ю. Малышков, И.Ю. Поливач, С.Г. Шталин, 2009
УДК 550.837.75
B. Ф. Гордеев, В.А. Крутиков, Ю.П. Малышков,
C.Ю. Малышков, И.Ю. Поливач, С.Г. Шталин
РАЗРАБОТКА ПАССИВНОЙ ОНЧ - ДИАПАЗОНА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА ЛИТОСФЕРНЫХ СТРУКТУР И АНОМАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
Для мониторинга состояния литосферных структур, характеристик аномальных процессов и других задач инженерной геологии предлагается аппаратурно-программная технология регистрации и пространственно-временной обработки компонент естественного импульсного электромагнитного поля Земли.
Ключевые слова: литосферные структуры, оползневые процессы, инже нерная геология.
1. Физические основы технологии пассивного электромагнитного ОНЧ мониторинга
- диапазон электромагнитных волн - это диапазон Очень Низких Частот: частота / = 3 30 Кгц или длина
волны X = 10 ^ 100 км. Для проведения мониторинговых измерений и описания состояния неоднородных диэлектрических пространственных структур различных масштабов L (относительно длины волны регистрируемых полей X) исследуется пространственновременная структура амплитуды регистрируемого импульсного векторного электромагнитного поля. Проведенные исследования и практическая реализация предлагаемой технологии показали, что для различных значений параметра L/X пространственно-временное распределение амплитуды регистрируемых компонент электромагнитного поля так же обладает наибольшей информативностью для различных направлений инструментального мониторинга. А именно:
• L / X << 1 : микромасштаб - для исследования диэлектрических покрытий различного назначения, бетонных конструкций, мостовых переходов, тоннелей, дорожных покрытий, и т.д.;
• L / X ~ 1 : мезомасштаб - для обнаружения и анализа локальных литосферных структур и неоднородностей, оползневых образований, шахт, карьеров и других направлений инженерной геологии;
• L/X >>1: макромасштаб - для мониторинга сейсмических со-
бытий, исследования строения и внутренней структуры Земли.
В предлагаемом докладе обсуждается аппаратурно-программная реализация технологии для обнаружения и анализа локальных лито-сферных структур и неоднородностей, оползневых образований, шахт, карьеров и других направлений инженерной геологии имеющих пространственный масштаб соизмеримый с длины регистрируемой электромагнитной волны.
2. Информационно-измерительные технологии мониторинга литосферных структур и аномальных процессов - мезомасштаб
В ИМКЭС СО РАН создается базовая аппаратурно-программная реализация информационно-измерительной технологии электромагнитного метода выделения геофизических структур и контроля гео-динамических процессов по радиошумам в ОНЧ диапазоне. Для этой цели разработан программируемый многоканальный геофизический регистратор МГР-01 (Гос. реестр РФ «Средства измерения» №3189206 от 22.06.06 г.), который позволяет регистрировать Е и Н компоненты электромагнитного поля двумя перпендикулярно ориентированными ферритовыми антеннами по двум независимым каналам.
В этой области измерений и мониторинга существенную роль играет как временная структура регистрируемых компонент общего естественного импульсного электромагнитного поля Земли (ЕИ-ЭМПЗ), а также их пространственные отличия на масштабах в несколько метров, характеризующих, в соответствии с физической моделью формирования ЕИЭМПЗ, структуру исследуемой аномалии.
В докладе приводятся авторские методики проведения натурных измерений и организации мониторинговых исследований, а также обсуждаются результаты полевых испытаний электромагнитного метода выделения геофизических структур и контроля геодинамических процессов по радиошумам в ОНЧ диапазоне как основы информационноизмерительной технологии для мониторинга и прогноза оползневых рисков. Существенное практическое значение имеет проведенная оценка активности оползневого речного склона Камы в районе перехода газопровода «Сибирь - Западная Европа» в режиме мониторинга восьмью станциями МГР-01, которая осуществляется последние два года по заказу ОАО «Пермтрансгаз».
3. Основные результаты и выводы
Разработан высокоточный программно-аппаратурный способ селекции временных и пространственных компонент естественного им-
пульсного электромагнитного поля Земли, позволяющий одновременно с уменьшением необходимого объема регистрируемой информации повысить точность определения параметров интенсивности ЕИЭМПЗ.
Показано, что использование системы разнесенных в пространстве регистраторов радиошума совместно с ГИС-технологиями обеспечивают выделение геофизических структур и контроль за геодина-мическими процессами как в приповерхностных слоях земной коры, так и на глубинах, недоступных другим методам геофизической разведки и геомониторинга.
Это представляет реальную основу для разработки новой информационно-измерительной технологии мониторинга литосферных структур и её практического применения в качестве аппаратных средств для новых методов геофизической разведки и решения практических задач инженерной геологии, гатш
Gordeev V.F., Krutikov V.A., Malishkov Yu.P.,
Malishkov S. Yu., Polivach I. Yu., Shtalin S. G.
WORKING OUT PASSIVE VLF - RANGE OF ELECTROMAGNETIC TECHNOLOGY OF MONITORING LITHOSPHERE STRUCTURES AND ABNORMAL PROCESSES.
For condition monitoring lithosphere structures, characteristics of abnormal processes and other problems of engineering geology it is proposed the hardwareprogram technology of registration and existential processing a component of a natural pulse electromagnetic field of the Earth.
Key words: lithosphere structures, landslide, engineering geology.
— Коротко об авторах -----------------------------------------------------
Гордеев Василий Федорович - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, e-mail: [email protected]
Крутиков Владимир Алексеевич - доктор физико-математических наук, директор института, e-mail: [email protected]
Малышков Юрий Петрович - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, E-mail: malyshkov@imces. ru Малышков Сергей Юрьевич - научный сотрудник,
Поливач Виталий Игорьевич - младший научный сотрудник,
Шталин Сергей Георгиевич - ведущий электроник,
Учреждение Российской академии наук Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН.
